Instrumentacion Automotriz - Esime

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA:
Ingeniería en Sistemas Automotrices
ASIGNATURA:
Instrumentación Automotriz
SEMESTRE: Octavo
OBJETIVO GENERAL:
Instrumentar los sistemas automotrices con dispositivos de medición, visualización, sensores y actuadores, para el
control de variables como temperatura, presión, flujo, nivel y velocidad; que serán aplicados en un proyecto final.
CONTENIDO SINTETICO:
I.
II.
III.
IV.
V.
Generalidades
Multiplexado en los automóviles.
Instrumentos para la medición de variables automotrices.
Dispositivos de visualización.
Sensores y actuadores.
METODOLOGÍA:
La metodología se enfoca al aprendizaje sobre la enseñanza; a través de la construcción del conocimiento por
parte del aluno en base a su experiencia, dando además las condiciones propicias para que el trabajo sea grupal y
de esta manera se pueda socializar el conocimiento, permitiendo el desarrollo de valores y actitudes.
Exposición y demostración de forma general por parte del docente, con el fin de dar una breve introducción a la
unidad, haciendo uso de la lluvia de ideas, debates en grupo y demostraciones reales. El profesor asociará los
temas de manera que le permita demostrar el multiplexado en los automóviles mediante, la medición de las
variables y los dispositivos de visualización, apoyándose de las tecnologías de la información.
Aplicación de los temas principales de cada unidad didáctica por parte del alumno; solución de problemas y
prácticas para reafirmar los conocimientos. Discusión de los temas mediante debate grupal y demostración
individual del funcionamiento de los instrumentos y dispositivos automotrices, para después integrarlos y
comprender el funcionamiento global de los mismos, en un proyecto final, que le permitirá hacer propuestas de
diseño.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Se evaluará con tres exámenes departamentales.
La calificación de la teoría será el promedio de los tres exámenes departamentales,
Prácticas de laboratorio
Participación en clase, tareas y trabajos
La calificación definitiva será la suma de la obtenida en la teoría y en el laboratorio.
A través de la presentación objetiva y explicación del proyecto que elaboró durante el curso.
BIBLIOGRAFÍA:
CREUS, Antonio, Instrumentación Industrial. Editorial. Alfaomega, 6ª Edición, 2006, México, ISBN: 78943267453
FERRER VIÑAS, Salvador, Circuitos Eléctricos Del Automóvil, Editorial Thomson, 1ª. Edición, 2006 España, ISBN:
9788428329125
Mecánica Automotriz. Electricidad y Electrónica Automotriz Vol. I y II, Editorial Digital Comunicación, 2006 México,
ISBN: 4567899098721
RIBBENS, William B, Electrónica Automotriz. Editorial Limusa, 1ª. Edición, 2007 México, ISBN: 9681864824
ROCA, CUSIDO, Alfred, Control de Procesos. Editorial. Alfaomega, 2000 México, ISBN: 56743256890
RODRÍGUEZ ÁVILA, Jesús, Introducción a la Ingeniería del Control Automático, Editorial Thomson, 2ª. Edición,
2000 México, ISBN: 8654098234
SOISSON, Harold E., Instrumentación Industrial, Editorial Limusa, 3ª Edición, 2000 México, ISBN: 6785439097
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ESCUELA:
SUPERIOR
DE
INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices,
OPCIÓN: Control de Sistemas Automotrices
(electrónica).
COORDINACIÓN:
DEPARTAMENTO:
ASIGNATURA: Sistemas de Control de Modelos
Automotrices
SEMESTRE: Octavo
CLAVE:
CRÈDITOS: 7.5
VIGENTE:
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico – Práctica (optativa)
MODALIDAD: Presencial.
TIEMPOS ASIGNADOS
HRS/SEMANA/TEORÍA:
HRS/SEMANA/PRÁCTICA:
3.0
1.5
HRS/SEMESTRE/TEORÍA:
HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA:
54
27
HRS/TOTALES:
81
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO
POR: Colegio de Ingeniería en Sistemas Automotrices
REVISADO POR: Comisión de Programas Académicos
de ISISA
APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar:
Dr. Emmanuel Alejandro Merchán Cruz, M en C. Miguel
Ángel Rodríguez Zuno, Ing. Miguel Álvarez Montalvo, M.
en C. Jesús Reyes García, M. en C. Arodi Rafael
Carballo Domínguez, Ing. Apolinar Francisco Cruz
Lázaro, LAI. Josefina González de la Riva. Ing. Eusebio
Vega Pérez.
AUTORIZADO POR: Comisión de Programas
Académicos del Consejo General Consultivo del IPN:
___________________________________________
Ing. Rodrigo de Jesús Serrano Domínguez
Secretario Técnico de la Comisión de Programas
Académicos
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
Instrumentación Automotriz
CLAVE:
HOJA:
3
DE
12
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
El constante y progresivo desarrollo de la ciencia y la tecnología, y sus aplicaciones en la obtención de
satisfactores y servicios, han ido creciendo a pasos agigantados. Lo que ha generado que la planta productora
de instrumentación automotriz se desarrolle a la misma velocidad ya que debe ser capaz de cubrir las crecientes
necesidades de la sociedad contemporánea, con la obligación de ajustarse a modernas normas de calidad,
seguridad y precio, que sean competitivos en el mercado nacional e internacional.
En este contexto, dentro de los planes de estudio de Ingeniería de la ESIME, se ha incluido la asignatura de
Instrumentación Automotriz, sustentada en los avances tecnológicos, nadie puede predecir con exactitud qué
innovaciones técnicas se conseguirán en el futuro, pero si se puede estar seguro de que los principios de la
Instrumentación y Control contribuirán en ellas, principalmente en la rama de la Ingeniería en Sistemas
Automotrices.
El curso se desarrolla proporcionando los conceptos teóricos aplicando las técnicas de análisis, realizando
suficientes ejercicios ilustrativos por parte del profesor. Por su parte, el estudiante realizará ejercicios
complementarios que le permitan aplicar dichos conocimientos en prácticas de laboratorio en donde se
desarrollarán análisis de motores eléctricos, así como de la batería y alternador de un automóvil.
Para esta materia, las asignaturas antecedentes son: Sistemas Automotrices, interfaces y microcontroladores,
electrónica operacional y de potencia, electricidad y electrónica automotriz.
Las asignaturas consecuentes son: Proyecto terminal o estancia industrial.
Las asignaturas colaterales son: sistemas de control de modelos automotrices, automóviles eléctricos
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
Instrumentar los sistemas automotrices con dispositivos de medición, visualización, sensores y actuadores, para
el control de variables como temperatura, presión, flujo, nivel y velocidad; que serán aplicados en un proyecto
final.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
N° UNIDAD:
Instrumentación Automotriz
I
CLAVE:
HOJA:
DE
4
12
NOMBRE: Generalidades
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
-
Explicar los conceptos fundamentales aplicados a la instrumentación automotriz, clasificando los instrumentos y
presentándolos en diagramas de bloques de acuerdo a las normas vigentes, para la selección apropiada de
instrumentos específicos.
No.
TEMA
1.1
TEMA
Conceptos fundamentales en la instrumentación automotriz
T
1.0
1.2
Clasificación de instrumentos
0.5
1.3
Normas para identificación de instrumentos
1.5
Instrumentos transmisores
Transmisores mecánicos
Transmisores electrónicos
3.0
1.5
Sistemas de instrumentación basados en computadora
1.5
1.6
Diagramas de bloques general de la instrumentación
1.5
1.4
1.4.1
1.4.2
HORAS
P
EC
1.0
CLAVE
BIBLIOGRÁFICA
1.5
1.0
1.5
B1, B2 y C3
Subtotal
9.0
1.5
1.0
4.5
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará los conceptos fundamentales de la instrumentación automotriz, clasificará los tipos de
instrumentos y asociará las normas vigentes con la selección de un instrumento específico.
El alumno elaborará diagramas de bloques de los instrumentos transmisores y diagramas generales de
instrumentación, simulará computacionalmente la conexión de los instrumentos e indagará en los medios
tecnológicos y reportará la información pertinente para basar sus conocimientos. El alumno realizará las
prácticas 1, 2 y 3.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 40%
Avance del proyecto 15%
Tareas 10%
Reporte de las prácticas 1, 2 y 3, 35%.
Esta unidad se evalúa junto con la unidad II.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
CLAVE:
Instrumentación Automotriz
N° UNIDAD: II
HOJA:
DE
5
12
NOMBRE: Multiplexado en los automóviles.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Aplicar las técnicas de multiplexado para el envío y recepción de datos aplicados a la construcción de circuitos
de instrumentación electrónica, analizando las ventajas de la instrumentación basada en la computadora del
multiplexado de datos, de sensores y de señales de control, con el fin de reducir el cableado en un arnés
eléctrico.
No.
TEMA
2.1
TEMA
HORAS
P
Multiplexado
T
1.5
2.2
Multiplexor de datos
1.5
1.5
1.5
2.3
Multiplexado de sensores
1.5
1.5
1.5
2.4
Multiplexado de señales de control.
1.5
1.5
2.5
Ventajas de
computadora.
la
instrumentación
basada
en
la
1.5
Subtotal
7.5
4.5
EC
1.5
CLAVE
BIBLIOGRÁFICA
B1, B2, B4 y
C5
4.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El alumno con apoyo de las tecnologías de la información hará la búsqueda de conceptos. El alumno
presentará los temas con la supervisión del profesor apoyándose de programas de cómputo y el debate en
grupo. El alumno aplicara los conocimientos adquiridos sobre los diversos tipos de sensores y actuadores
para la presentación de trabajos extra clase. El alumno desarrollará prácticas de laboratorio que le permitan
asociar el diseño de sistemas eléctricos del automóvil con las técnicas de multiplexado.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 40%
Avance del proyecto 15%
Tareas 10%
Reporte de las prácticas 4, 5 y 6, 35%.
Esta unidad se evalúa junto con la unidad I.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
Instrumentación Automotriz
N° UNIDAD: III
CLAVE:
HOJA:
DE
6
12
NOMBRE: Instrumentos para la medición de variables automotrices.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Explicar a través de diagramas y demostraciones prácticas los diferentes métodos para la medición de variables
tales como presión, temperatura, etc., analizando cada uno de los sistemas de medición de las variables
automotrices para la comprensión del funcionamiento del tren motriz, la suspensión activa y los sistemas de
seguridad.
No.
TEMA
3.1 Introducción
TEMA
T
0.5
HORAS
P
3.2
Sistemas de medición de la temperatura del refrigerante.
2.0
3.3
Sistemas de medición de la presión de fluidos.
1.5
3.4
Sistemas de medición de niveles de fluidos.
1.5
3.5
Sistemas de medición de la velocidad del vehículo.
1.5
1.5
3.6
Sistemas del tren motriz.
2.0
1.5
3.7
Sistemas de suspensión activa.
1.5
3.8
Sistemas de seguridad activa.
1.5
Subtotal
12.0
EC
1.5
CLAVE
BIBLIOGRÁFICA
1.5
1.5
1.5
B1, B2, B4 y
C5
1.5
4.5
6.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor expondrá la formación de sistemas eléctricos del automóvil con la ayuda de un programa de
cómputo, apoyándose de las tecnologías de la información a su alcance. El alumno aplicara los conocimientos
adquiridos en la solución de tares y trabajos extra clase. El alumno participará en el diseño de sistemas
eléctricos del automóvil con la ayuda de las prácticas 7, 8 y 9 en el Laboratorio de instrumentación.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 35%
Avance del proyecto 25%
Tareas 10%
Reporte de las prácticas 7, 8 y 9, 30%.
Esta unidad se evalúa junto con la unidad IV.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
N° UNIDAD:
CLAVE:
Instrumentación Automotriz
IV
HOJA:
DE
7
12
NOMBRE: Dispositivos de visualización
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Interpretar los sistemas eléctricos y electrónicos que intervienen en el diagnóstico, supervisión y monitoreo de
los sistemas automotrices, interrelacionando cada elemento de su diagrama, para emitir de manera clara los
resultados de las interfaces de diagnostico y los esquemas de exploración.
No.
TEMA
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
TEMA
Generalidades
de
instrumentación
los
dispositivos
usados
en
T
1.5
Dispositivos de visualización
Dispositivo LED
Dispositivo LCD
Dispositivo LCD transmisivo
Dispositivo VFD
Dispositivo CRT
3.0
4.3
Esquemas de exploración
1.5
4.4
Interfaces de diagnóstico
1.5
HORAS
P
EC
3.0
CLAVE
BIBLIOGRÁFICA
3.0
1.5
3.0
B1, B2, B4 y
C5
Subtotal
9.0
1.5
4.5
6.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor demostrara la elaboración de sistemas eléctricos – electrónicos de encendido del automóvil con
la ayuda de un programa de computo apoyado de las tecnologías de la información a su alcance. El alumno
aplicará los conocimientos adquiridos en la solución de problemas en clase y extra clase. El alumno aplicara
los conocimientos adquiridos para el diseño de los dispositivos de sistemas de encendido del automóvil con
la ayuda de las prácticas 10 y 11 en el Laboratorio de instrumentación, armando físicamente los circuitos,
con la coordinación y supervisión del profesor.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 35%
Avance del proyecto 25%
Tareas 10%
Reporte de las prácticas 10 y 11, 30%.
Esta unidad se evalúa junto con la unidad III.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
N° UNIDAD:
Instrumentación Automotriz
V
CLAVE:
HOJA:
DE
8
12
NOMBRE: Sensores y actuadores.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno identificará los sensores y actuadores para la formación de sistemas eléctricos – electrónico de
encendido del automóvil, clasificándolos por sus tipos y su aplicación, considerando los protocolos de
comunicación para aplicar las técnicas de caracterización de estos elementos que funcionan dentro de un
sistema en el vehículo.
No.
TEMA
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.1.7
5.1.8
5.2
5.2.1
5.3
5.3.1
5.3.1
5.4
5.4.1
5.5
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.6
5.6.1
TEMA
Sensores.
Fusión de sensores.
Partes de los sensores.
Sustitución de sensores.
Sensores pequeños.
Protocolo de comunicación entre sensores (SENT).
Sensores basados en MEMS.
Sensor de presión.
Sensor de imagen.
Sensores de posición angular del cigüeñal del motor.
Sensor de detonación.
Sensor de posición mediante reluctancia magnética.
Sensor de velocidad del motor.
Sensor de sincronización para el encendido y el suministro
de combustible.
Sensores de temperatura.
Sensor típico para el refrigerante.
Actuadores.
Actuadores de control en los motores automotrices
Inyección del combustible
Señal del inyector de combustible.
Actuador de recirculación de los gases de escape.
Actuador operado por vacío.
T
3.0
HORAS
P
3.0
EC
1.5
3.0
1.5
CLAVE
BIBLIOGRÁFICA
3.0
3.0
B4, C5, B6
y C7
3.0
3.0
3.0
1.5
1.5
Subtotal 16.5
9.0
4.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará la formación de sistemas eléctrico – electrónicos de encendido del automóvil con la
ayuda de un programa de computo apoyándose en las tecnologías de la información a su alcance. El
alumno aplicará los conocimientos adquiridos en la solución de problemas en clase y extra clase. El alumno
aplicara el diseño de los dispositivos de sistemas de encendido del automóvil con la ayuda de las prácticas
12, 13 y 14 en el Laboratorio de instrumentación, armando físicamente los circuitos, contando con el apoyo y
supervisión del profesor.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen escrito 30%
Presentación del proyecto final 35%
Tareas 10%
Reporte de las prácticas 12, 13 y 14, 25%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
Instrumentación Automotriz
CLAVE:
HOJA:
10
DE
12
RELACIÓN DE PRÁCTICAS
PRÁCT.
No.
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
UNIDAD
DURACIÓN
1
Clasificación de instrumentos.
I
1.5
2
Instrumentos transmisores.
I
1.5
3
Sistemas de instrumentación basados en
computadora.
I
1.5
4
Multiplexor de datos.
II
1.5
5
Multiplexado de señales.
II
1.5
6
Multiplexado de señales de control.
II
1.5
7
Sistemas de medición de la temperatura del
refrigerante.
III
1.5
8
Sistemas de medición de la velocidad del
vehículo.
III
1.5
9
Sistemas del tren motriz.
III
1.5
10
Dispositivos de visualización.
IV
3.0
11
Esquemas de exploración.
IV
1.5
12
Sensores.
V
3.0
13
Sensor de
magnética.
V
3.0
14
Actuadores
V
3.0
posición
mediante
reluctancia
Subtotal
27.0
LUGAR DE REALIZACIÓN
Todas las prácticas se
realizarán
en
el
Laboratorio relacionado,
según
la
Unidad
Académica en que se
imparta.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
Instrumentación Automotriz
CLAVE:
HOJA:
11
PERÍODO
UNIDAD
1
I y ll
Examen escrito 40%, Avance del proyecto 15%, Tareas 10% y Prácticas 35%
2
III y IV
Examen escrito 35%, Avance del proyecto 25%, Tareas 10% y Practicas 30%
3
V
CLAVE
1
B
X
2
X
3
4
6
7
12
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen diagnóstico sin valor
Examen teórico 30%, Presentación de proyecto final 35%, Tareas 10% y Prácticas 25%
C
BIBLIOGRAFÍA
CREUS, Antonio, Instrumentación Industrial. Editorial. Alfaomega, 6ª Edición, 2006
México, ISBN: 78943267453
FERRER VIÑAS, Salvador, Circuitos Eléctricos Del Automóvil, Editorial Thomson,
1ª. Edición, 2006 España, ISBN: 9788428329125
X
X
5
DE
Mecánica Automotriz. Electricidad y Electrónica Automotriz Vol. I y II, Editorial
Digital Comunicación, 2006 México, ISBN: 4567899098721
RIBBENS, William B, Electrónica Automotriz. Editorial Limusa, 1ª. Edición, 2007
México, ISBN: 9681864824
X
X
ROCA, CUSIDO, Alfred, Control de Procesos. Editorial. Alfaomega, 2000 México,
ISBN: 56743256890
RODRÍGUEZ ÁVILA, Jesús, Introducción a la Ingeniería del Control Automático,
Editorial Thomson, 2ª. Edición, 2000 México, ISBN: 8654098234
X
SOISSON, Harold E., Instrumentación Industrial, Editorial Limusa, 3ª Edición, 2000
México, ISBN: 6785439097
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
1. DATOS GENERALES
ESCUELA:
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA:
Ingeniería en Sistemas Automotrices
ÁREA:
Básicas
ACADEMIA:
C. Ingeniería
D. Ingeniería
C. Soc. y Hum.
ASIGNATURA:
Sistemas Automotrices
Octavo
SEMESTRE:
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Instrumentación Automotriz
Licenciatura en Ingeniería en Electrónica, Ingeniería en
Control y Automatización.
2. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA:
Instrumentar los sistemas automotrices con dispositivos de medición, visualización, sensores y actuadores, para
el control de variables como temperatura, presión, flujo, nivel y velocidad; que serán aplicados en un proyecto
final.
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
Control y Automatización
de Procesos.
Protocolos de
comunicación.
Interfases de
Programación.
Paquetería, programación
y diseño computacional.
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
HABILIDADES
ACTITUDES
3 años en la docencia o Facilidad de comunicación Compromiso social.
experiencia en dar cursos. Manejo de grupo
Compromiso institucional.
Motivar al autoestudio, al
Desarrollo de proyectos razonamiento y la
Responsabilidad.
usando interfases para el investigación.
control e instrumentación
Ética.
Realizar analogías y
de procesos.
comparaciones en forma
Superación docente y
simple.
profesional.
Desarrollo de interfases.
Proyectos
instrumentación.
ELABORÓ
________________________________
Ing. Fernando D. Fuentes Marbán
PROFESOR COLABORADOR
Manejo de los nuevos
de modelos educativos y de
las TIC
REVISÓ
___________________________________
Ing. Guillermo Santillán Guevara
SUB DIRECTOR ACADEMICO
Cooperativa
Investigación
AUTORIZÓ
M. en C. Jesús Reyes García
DIRECTOR DE LA UNIDAD
FECHA: Agosto 2010